一种具有高抗冲击强度性能的pe管的制备方法
阅读说明：本技术 一种具有高抗冲击强度性能的pe管的制备方法 (Preparation method of PE pipe with high impact strength performance ) 是由 丁柳朋 于 2020-12-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有高抗冲击强度性能的PE管的制备方法,包括以下步骤：步骤一,PE基体的制备：将10-20份PE塑料进行融化处理,融化温度为185-195℃,融化10-20min,然后向其中加入5-10份界面改性剂,然后进行搅拌处理,搅拌转速为20-100r/min,搅拌10-20min,然后进行双螺杆挤出,得到PE基体。本发明PE基体采用PE塑料进行融化处理,然后通过界面改性剂进行界面相容处理,界面改性剂采用短切玻璃纤维先对其羟基化处理,然后在稀土液与淀粉液中共混改性,从而改善其亲有机、亲无机性能。(The invention discloses a preparation method of a PE pipe with high impact strength performance, which comprises the following steps: step one, preparing a PE matrix: melting 10-20 parts of PE plastic at the temperature of 185-195 ℃ for 10-20min, adding 5-10 parts of interface modifier, stirring at the rotation speed of 20-100r/min for 10-20min, and extruding by using a double screw to obtain the PE matrix. The PE matrix is subjected to melting treatment by adopting PE plastic, then is subjected to interface compatibility treatment by adopting an interface modifier, and the interface modifier is subjected to hydroxylation treatment by adopting chopped glass fiber, and then is mixed and modified in rare earth liquid and starch liquid, so that the organophilic and inotropic properties of the PE matrix are improved.)
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及一种具有高抗冲击强度性能的PE管的制备方法。
背景技术
PE是聚乙烯塑料，最基础的一种塑料，塑料袋、保鲜膜等都是PE,HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。PE管有中密度聚乙烯管和高密度聚乙烯管。根据壁厚分为SDR11和SDR17.6系列。前者适用于输送气态的人工煤气、天然气、液化石油气，后者主要用于输送天然气。和钢管比较，施工工艺简单，有一定的柔韧性，更主要的是不用作防腐处理，将节省大量的工序。缺点就器械性不如钢管，施工中特别的注意热力供暖的安全间距，并且不能裸露于空气中阳光下，并且对化学物品敏感，防止污水管道的泄露造成伤害。
现有的PE管为了改变其抗冲击强度，在PE管材料中添加大量的抗冲击剂，抗冲击剂与PE管材料中原料相容性差，反而影响产品的抗冲击强度性能。
因此，本发明提供了一种抗冲击强度性能的PE管的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高抗冲击强度性能的PE管的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种抗冲击强度性能的PE管的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，PE基体的制备：将10-20份PE塑料进行融化处理，融化温度为185-195℃，融化10-20min，然后向其中加入5-10份界面改性剂，然后进行搅拌处理，搅拌转速为20-100r/min，搅拌10-20min，然后进行双螺杆挤出，得到PE基体；
所述界面改性剂的制备方法为：
S1：将短切玻璃纤维送入到浓硫酸进行氧化处理，然后再水洗，送入到偶联剂中进行偶联化处理，得到羟基化短切玻璃纤维；
S2：将淀粉加入到其30-50倍体积的去离子水中，在55-65℃、200-300rpm下搅拌25-35min，然后向其中加入碳酸氢钠，并升温至85-95℃，在500-600rpm下继续搅拌糊化20-30min，得到淀粉液；
S3：将氯化镧稀土送入到质子辐照箱内进行激活辐照，辐照功率为200-300W，辐照时间为10-20min，然后加入偶联剂KH560，搅拌20-30min，搅拌转速为150-250r/min，得到稀土液；
S4：将稀土液加入到S2中的淀粉液中进行混合搅拌，然后将S1中的羟基化短切玻璃纤维加入其中，随后再添加二月桂酸二丁基锡，然后加热至124-130℃，高速搅拌2h，自然冷却至室温，再水洗、干燥，得到界面改性剂；
步骤二，改性水镁石：将水镁石进行研磨细化，然后加入到其体积5-10倍的去离子水中，在82-85℃、1000-1100rpm下分散10-15min得到悬浮液，然后加入3-5份甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌20-30min，搅拌结束，加入稳定包覆剂，继续超声分散10-20min，超声功率为100-200W，得到改性水镁石；
步骤三，混料处理：将步骤一中PE基体、改性水镁石和分散剂送入到混料机内进行混合搅拌，混合转速为100-200r/min，混合时间为20-30min，得到混料；
步骤四，挤出定型处理：将混料送入到双螺杆挤出机中进行挤出，然后送入到模具中进行热压定型，得到PE管。
优选地，所述稳定包覆剂的制备方法为：将硅酸钠加入到纳米碳酸钙中，随后加入偶联剂，然后送入130-134℃的反应釜中，保温放置40-50min，冷却过滤，并在55-60℃下干燥15-25min，得到稳定包覆剂。
优选地，所述硅酸钠、纳米碳酸钙、偶联剂的物质质量比为(5-9):(1-3):1。
优选地，所述硅酸钠、纳米碳酸钙、偶联剂的物质质量比为7:2:1。
优选地，所述分散剂的制备方法为：将对苯二甲酸加入到N，N-二甲基甲酰胺溶剂中，然后加入醋酸调节溶液pH为5.5-6.5，随后再加入双酚A环氧树脂乳液、促化剂，搅拌20-30min，搅拌转速为50-150r/min，搅拌结束，得到分散剂。
优选地，所述促化剂为环氧氯丙烷。
优选地，所述热压定型采用5-10MPa的压力、55-65℃的温度进行热压定型，定型结束，冷却至室温。
优选地，所述热压定型的压力为7.5MPa，温度为60℃。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明PE基体采用PE塑料进行融化处理，然后通过界面改性剂进行界面相容处理，界面改性剂采用短切玻璃纤维先对其羟基化处理，然后在稀土液与淀粉液中共混改性，从而改善其亲有机、亲无机性能，淀粉液的加入可起到辅助效果，能够提高短切纤维与稀土液的接触效果，这是由于淀粉液能够提高溶液的粘度，从而提高二者之间的粘接强度，从而提高稀土液对短切纤维的润透效果，短切玻璃纤维经过处理后呈纤维状分布在PE基体中，可显著改善产品强度性能以及改善产品的界面相容性；
通过改性水镁石经过研磨细化，能够将其均散在基体中，从而进一步提高产品的强度性能，同时通过稳定包覆剂中的硅酸钠、纳米碳酸钙、偶联剂协配共同对其包覆，提高水镁石在基体中的稳定性，纳米碳酸钙能够起到协配增强水镁石的分散性，偶联剂增强水镁石的亲有机性；
分散剂采用对苯二甲酸、N，N-二甲基甲酰胺溶剂中、双酚A环氧树脂乳液等原料制成，能够增强PE塑料与改性水镁石之间的共混接触效果，这是由于双酚A环氧树脂乳液能够起到中间连接效果，将改性水镁石与基体进一步连接，同时对苯二甲酸、N，N-二甲基甲酰胺溶剂对产品原料进一步润透，利于产品原料间互配反应，从而使产品一体成型效果更好，产品的团聚力更强，进而抗冲击强度可显著提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例的一种具有高抗冲击强度性能的PE管的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，PE基体的制备：将10份PE塑料进行融化处理，融化温度为185℃，融化10min，然后向其中加入5份界面改性剂，然后进行搅拌处理，搅拌转速为20r/min，搅拌10min，然后进行双螺杆挤出，得到PE基体；
所述界面改性剂的制备方法为：
S1：将短切玻璃纤维送入到浓硫酸进行氧化处理，然后再水洗，送入到偶联剂中进行偶联化处理，得到羟基化短切玻璃纤维；
S2：将淀粉加入到其30倍体积的去离子水中，在55℃、200rpm下搅拌25min，然后向其中加入碳酸氢钠，并升温至85℃，在500rpm下继续搅拌糊化20min，得到淀粉液；
S3：将氯化镧稀土送入到质子辐照箱内进行激活辐照，辐照功率为200W，辐照时间为10min，然后加入偶联剂KH560，搅拌20min，搅拌转速为150r/min，得到稀土液；
S4：将稀土液加入到S2中的淀粉液中进行混合搅拌，然后将S1中的羟基化短切玻璃纤维加入其中，随后再添加二月桂酸二丁基锡，然后加热至124℃，高速搅拌2h，自然冷却至室温，再水洗、干燥，得到界面改性剂；
步骤二，改性水镁石：将水镁石进行研磨细化，然后加入到其体积5倍的去离子水中，在82℃、1000rpm下分散10min得到悬浮液，然后加入3份甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌20min，搅拌结束，加入稳定包覆剂，继续超声分散10min，超声功率为100W，得到改性水镁石；
步骤三，混料处理：将步骤一中PE基体、改性水镁石和分散剂送入到混料机内进行混合搅拌，混合转速为100r/min，混合时间为20min，得到混料；
步骤四，挤出定型处理：将混料送入到双螺杆挤出机中进行挤出，然后送入到模具中进行热压定型，得到PE管。
本实施例的稳定包覆剂的制备方法为：将硅酸钠加入到纳米碳酸钙中，随后加入偶联剂，然后送入130℃的反应釜中，保温放置40min，冷却过滤，并在55℃下干燥15min，得到稳定包覆剂。
本实施例的硅酸钠、纳米碳酸钙、偶联剂的物质质量比为5:1:1。
本实施例的分散剂的制备方法为：将对苯二甲酸加入到N，N-二甲基甲酰胺溶剂中，然后加入醋酸调节溶液pH为5.5，随后再加入双酚A环氧树脂乳液、促化剂，搅拌20min，搅拌转速为50r/min，搅拌结束，得到分散剂。
本实施例的促化剂为环氧氯丙烷。
本实施例的热压定型采用5MPa的压力、55℃的温度进行热压定型，定型结束，冷却至室温。
实施例2：
本实施例的一种具有高抗冲击强度性能的PE管的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，PE基体的制备：将20份PE塑料进行融化处理，融化温度为195℃，融化20min，然后向其中加入10份界面改性剂，然后进行搅拌处理，搅拌转速为100r/min，搅拌20min，然后进行双螺杆挤出，得到PE基体；
所述界面改性剂的制备方法为：
S1：将短切玻璃纤维送入到浓硫酸进行氧化处理，然后再水洗，送入到偶联剂中进行偶联化处理，得到羟基化短切玻璃纤维；
S2：将淀粉加入到其50倍体积的去离子水中，在65℃、300rpm下搅拌35min，然后向其中加入碳酸氢钠，并升温至95℃，在600rpm下继续搅拌糊化30min，得到淀粉液；
S3：将氯化镧稀土送入到质子辐照箱内进行激活辐照，辐照功率为300W，辐照时间为20min，然后加入偶联剂KH560，搅拌30min，搅拌转速为250r/min，得到稀土液；
S4：将稀土液加入到S2中的淀粉液中进行混合搅拌，然后将S1中的羟基化短切玻璃纤维加入其中，随后再添加二月桂酸二丁基锡，然后加热至130℃，高速搅拌2h，自然冷却至室温，再水洗、干燥，得到界面改性剂；
步骤二，改性水镁石：将水镁石进行研磨细化，然后加入到其体积10倍的去离子水中，在85℃、1100rpm下分散15min得到悬浮液，然后加入5份甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌30min，搅拌结束，加入稳定包覆剂，继续超声分散20min，超声功率为200W，得到改性水镁石；
步骤三，混料处理：将步骤一中PE基体、改性水镁石和分散剂送入到混料机内进行混合搅拌，混合转速为200r/min，混合时间为30min，得到混料；
步骤四，挤出定型处理：将混料送入到双螺杆挤出机中进行挤出，然后送入到模具中进行热压定型，得到PE管。
本实施例的稳定包覆剂的制备方法为：将硅酸钠加入到纳米碳酸钙中，随后加入偶联剂，然后送入134℃的反应釜中，保温放置50min，冷却过滤，并在60℃下干燥25min，得到稳定包覆剂。
本实施例的硅酸钠、纳米碳酸钙、偶联剂的物质质量比为9:3:1。
本实施例的分散剂的制备方法为：将对苯二甲酸加入到N，N-二甲基甲酰胺溶剂中，然后加入醋酸调节溶液pH为6.5，随后再加入双酚A环氧树脂乳液、促化剂，搅拌30min，搅拌转速为150r/min，搅拌结束，得到分散剂。
本实施例的促化剂为环氧氯丙烷。
本实施例的热压定型采用10MPa的压力、65℃的温度进行热压定型，定型结束，冷却至室温。
实施例3：
本实施例的一种具有高抗冲击强度性能的PE管的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，PE基体的制备：将15份PE塑料进行融化处理，融化温度为190℃，融化15min，然后向其中加入5-10份界面改性剂，然后进行搅拌处理，搅拌转速为60r/min，搅拌15min，然后进行双螺杆挤出，得到PE基体；
所述界面改性剂的制备方法为：
S1：将短切玻璃纤维送入到浓硫酸进行氧化处理，然后再水洗，送入到偶联剂中进行偶联化处理，得到羟基化短切玻璃纤维；
S2：将淀粉加入到其40倍体积的去离子水中，在60℃、250rpm下搅拌30min，然后向其中加入碳酸氢钠，并升温至90℃，在550rpm下继续搅拌糊化25min，得到淀粉液；
S3：将氯化镧稀土送入到质子辐照箱内进行激活辐照，辐照功率为250W，辐照时间为15min，然后加入偶联剂KH560，搅拌25min，搅拌转速为200r/min，得到稀土液；
S4：将稀土液加入到S2中的淀粉液中进行混合搅拌，然后将S1中的羟基化短切玻璃纤维加入其中，随后再添加二月桂酸二丁基锡，然后加热至126℃，高速搅拌2h，自然冷却至室温，再水洗、干燥，得到界面改性剂；
步骤二，改性水镁石：将水镁石进行研磨细化，然后加入到其体积5-10倍的去离子水中，在83.5℃、1000-1100rpm下分散12.5min得到悬浮液，然后加入4份甲基丙烯酸甲酯，继续搅拌25min，搅拌结束，加入稳定包覆剂，继续超声分散15min，超声功率为150W，得到改性水镁石；
步骤三，混料处理：将步骤一中PE基体、改性水镁石和分散剂送入到混料机内进行混合搅拌，混合转速为150r/min，混合时间为25min，得到混料；
步骤四，挤出定型处理：将混料送入到双螺杆挤出机中进行挤出，然后送入到模具中进行热压定型，得到PE管。
本实施例的稳定包覆剂的制备方法为：将硅酸钠加入到纳米碳酸钙中，随后加入偶联剂，然后送入132℃的反应釜中，保温放置45min，冷却过滤，并在57.5℃下干燥20min，得到稳定包覆剂。
本实施例的硅酸钠、纳米碳酸钙、偶联剂的物质质量比为7:2:1。
本实施例的分散剂的制备方法为：将对苯二甲酸加入到N，N-二甲基甲酰胺溶剂中，然后加入醋酸调节溶液pH为6.0，随后再加入双酚A环氧树脂乳液、促化剂，搅拌25min，搅拌转速为75r/min，搅拌结束，得到分散剂。
本实施例的促化剂为环氧氯丙烷。
本实施例的热压定型采用7.5MPa的压力、60℃的温度进行热压定型，定型结束，冷却至室温。
对比例1：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未加入分散剂。
对比例2：
采用市场上的PE管。
采用万能材料试验机进行产品抗冲击测试，测试抗冲击强度。
组别
抗冲击强度(MPa)
实施例1
61
实施例2
63
实施例3
68
对比例1
52
对比例2
37
实施例1-3及对比例1-2得出，本发明的PE管抗冲击强度均高于61MPa，相对于市场上的产品，抗冲击强度具有显著改善。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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